[發(fā)明專利]混凝土澆注方法和系統(tǒng)、以及澆注設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310660112.5
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103628687A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊俊;韋晶;盛四華
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南三一智能控制設(shè)備有限公司
• 主分類號: E04G21/04
• 分類號: E04G21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種混凝土澆注方法和系統(tǒng)、以及澆注設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，混凝土泵車臂架系統(tǒng)控制的方式主要有以下三種：

（1）操作員通過遙控器反復(fù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺和每一節(jié)臂架的動(dòng)作，使臂架末端到達(dá)澆注位置，該方法操作效率低，難度大，完全依靠人眼識別。

但是，由于臂架系統(tǒng)為一多冗余度機(jī)構(gòu)，操作人員通過遙控器控制轉(zhuǎn)臺和每一節(jié)臂架的動(dòng)作時(shí)，無法一次達(dá)到預(yù)定的澆注位置，必須反復(fù)調(diào)整，該辦法存在操作效率低，難度大的缺陷。

（2）使用智能控制，添加動(dòng)態(tài)、定點(diǎn)傳感器，按照預(yù)定策略協(xié)調(diào)動(dòng)作，使臂架末端到達(dá)預(yù)定澆注位置，該方法只能實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)澆注且需要指定目標(biāo)坐標(biāo)值。

采用這種方式，需要增加位置檢測裝置，包括處理器、計(jì)時(shí)器、動(dòng)態(tài)傳感器和至少兩個(gè)定點(diǎn)傳感器，增加了成本，并且該辦法只能實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)澆注且需要指定目標(biāo)坐標(biāo)值。

（3）人為拖動(dòng)臂架末端，根據(jù)人的運(yùn)動(dòng)方向控制臂架末端移動(dòng)軌跡，但這種方法采用人為拖動(dòng)臂架末端的方式，只適用與部分施工現(xiàn)場，應(yīng)用場合有限，且存在一定的安全隱患。

可見，混凝土泵車臂架系統(tǒng)的控制方式存在諸多不足，不能完全滿足生產(chǎn)或施工需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種混凝土澆注方法和系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地定位臂架末端與澆注位置及其移動(dòng)軌跡，易操作，效率高，損耗低。另外，本發(fā)明還提出一種采用所述混凝土澆注方法和系統(tǒng)的澆注設(shè)備。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明提供了一種混凝土澆注方法，該混凝土澆注方法包括：采集工作場景圖像，截取并顯示用于設(shè)置澆注位置及澆注參數(shù)的工作場景圖片；基于預(yù)先設(shè)置的參考基準(zhǔn)面，計(jì)算所述澆注位置的坐標(biāo)、以及澆注設(shè)備臂架末端的當(dāng)前坐標(biāo)，并結(jié)合所述澆注位置的坐標(biāo)以及澆注設(shè)備臂架末端的當(dāng)前坐標(biāo)，確定所述澆注設(shè)備臂架末端的移動(dòng)軌跡；根據(jù)所設(shè)置的澆注位置及澆注參數(shù)，指示所述澆注設(shè)備臂架末端根據(jù)所述移動(dòng)軌跡自動(dòng)移動(dòng)至所述澆注位置，進(jìn)行混凝土澆注。

進(jìn)一步地，上述方法還包括：基于預(yù)先設(shè)置的參考基準(zhǔn)面，根據(jù)工作場景圖片中設(shè)定的障礙物位置計(jì)算障礙物的坐標(biāo)；其中，所述控制策略還包括障礙物坐標(biāo)。

進(jìn)一步地，上述方法中，所述澆注位置的數(shù)量為n個(gè)，所述障礙物的數(shù)量為r個(gè)，其中n、r為正整數(shù)；所述計(jì)算所述澆注位置的坐標(biāo)、以及澆注設(shè)備臂架末端的當(dāng)前坐標(biāo)包括：計(jì)算n個(gè)所述澆注位置距所述參考基準(zhǔn)面的高度值：Z₁、Z₂、…、Z_n，并計(jì)算臂架末端與周圍r個(gè)障礙物的相對坐標(biāo)值：(ΔX_l，ΔY_l，ΔZ_l)，…，(ΔX_r，ΔY_r，ΔZ_r)；計(jì)算n個(gè)所述澆注位置相對于所述臂架末端的坐標(biāo)值：(ΔX₁，ΔY₁)，(ΔX₂，ΔY₂)，…，(ΔX_n，ΔY_n)；根據(jù)Z₁、Z₂、…、Z_n以及上述臂架末端相對于所述參考基準(zhǔn)面的高度Z_h，計(jì)算出n個(gè)所述澆注位置與所述臂架末端的高度坐標(biāo)值：ΔZ₁，ΔZ₂，…，ΔZ_n。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明的混凝土澆注方法中，選取單張工作場景圖像進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)臂架末端自動(dòng)移動(dòng)到預(yù)定位置，快速準(zhǔn)確地定位臂架末端及澆注位置，進(jìn)而構(gòu)建臂架的控制策略，替換作業(yè)效率較低的人眼識別方式，且不需要測量和指定目標(biāo)坐標(biāo)值。這不僅能夠快速定位目標(biāo)澆注位置，實(shí)現(xiàn)智能控制，還提高了混凝土泵車的作業(yè)效率。

并且，本發(fā)明的混凝土澆注方法基于預(yù)先設(shè)置的參考基準(zhǔn)面，計(jì)算所述澆注位置的坐標(biāo)、以及澆注設(shè)備臂架末端的當(dāng)前坐標(biāo)，能夠快速準(zhǔn)確地定位臂架末端及澆注位置，構(gòu)建臂架的控制策略，進(jìn)而確定臂架末端的最優(yōu)移動(dòng)軌跡。因此，通過設(shè)置一次控制策略及臂架最優(yōu)移動(dòng)軌跡，便使臂架末端自動(dòng)移動(dòng)至澆注位置，完成多點(diǎn)位置澆注，不僅降低操作難度，提高作業(yè)效率，而且能夠降低臂架損耗。